Устройство для измерения температуры

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 01 К 7/02, 13/02 14Ф.Астафьеов, М.П.МНикитковВ А Шкал ченко ельство СССР7/02,25.10.71.ьство СССР .7/02,24.03.69. ся к комбинириборам и моя измерения тров и темпе- теме диагносустановок, в ющей промышботы глубинных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(57) Изобретение относи рованным измерительным и жет быть использовано дл электрофизических парам ратуры потока газа в си тики двигателей и энерг частности в нефтедобыва пенности для контроля р ЯО 155745 скважинных парогазогенераторов, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет одновременного измерения нескомпенсированного заряда и температуры в потоке газа. Устройство содержит обтекатель 1, изолированный высокотемпературной керамикой 2, в продольный канал котоого помещена электрически с ним связанная термопара 3, термоэлектроды 4 которой являются смежными плечами симметричной мостовой схемы и связаны с электрической цепью регистрации сигналов температуры и нескомпенсированного заряда между корпусом 5 канала исследуемого потока газа и обтекателем 1. Резисторы 6, 7 равного номинала составляют вторые смежные плечи мостовой схемы и являются токосъемными - падения напряжений с них поступают на последовательно соединенные суммирующий усилитель 8 с регистратором 9 величины нескомпенсированного заряда и дифференциальный усилитель 10 с регистратором 11 температуры.1557459 ных резисторах 6, 7, которые усиливаются суммирующим усилителем, ноэффективно подавляются дифференциальным усилителем. Таким образом осуще Уствляется эффективное выделение сигналов электростатического зонда итермопары иэ совокупного напряженияна термоэлектродах, 3 ил., Изобретение относится к комбини-.рованным измерительным приборам и может быть использовано для измеренияэлектрофизических параметров и температуры потока газа в системедиагностики энергоустановок, работающих вподземных скважинах.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем одновременного. измерения нескомпенсированного заряда и температуры в потоке 25газа.На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства," на фиг. 2 - эквивалентнаясхема измерения величины нескомпенснрованного заряда потока газа.; на 30Фиг. 3 - эквивалентная схема измерениятемпературы потока газа,Устройство содержит обтекатель 1,изолированный высокотемпературной керамикой 2, в продольный канал которо"го помещена электрически связаннаяс ним термопара 3, термоэлектроды 4которой являются. смежными плечамисимметричной мостовой схемы и связаны с электрической цепью регистрациисигналов температуры и нескомпенсированного заряда между корпусом 5 канала исследуемого потока газа и обтекателем 1. Резисторы 6 и 7 равного номинала составляют вторые смежные плечи мостовой схемы и являются токосъем"ными - падения напряжений с них поступают на последовательно соединенныесуммирующий усилитель 8 с регистратором 9 величины нескомпенсированного за-.ряда и дифференциальный усилитель 10с регйстратором 11 температуры, образующие дифференциальный регистратор.Работу устройства и принцип разделения сигналов термопары и электростатического зонда рассмотрим при по 55мощи эквивалентных схем.На эквивалентной схеме измерениявеличины нескомпенсированного заряда К.,К ТермоЭДС термопары создает на токосъемных резисторах 6, 7 противофазныенапряжения, которые выделяются и усиливаются дифференциальным усилителеми компенсируются суммирующим усилителем 8. Нескомпенсированный электростатический заряд потока газа создает синфазные напряжения на токосъем(фиг. 2) Е- напряжение эквивалентного генератора потока газа, К - выходное сопротивление данного генератора потока газа. Для потока газа Е, = (10-:1000)В, К, = (10 - 10 )Ом, К К- сопротивления подводящих проводов, Кп = Крр, = (0,1 10)Ом КК- токосъемные резисторы, причем К,= К,2 = К - (0,1+10) кОм.Через А обозначен суммирующий усилитель, выходное напряжение которого ц е, = (ц+ ц)К где ц , ц - напряжения на входах 1 и 2 соответст" венно, К- коэффициент усиления, Отметим, чтогп Т Падения напряжений на токосъемных резисторах, вызванные током эквивалентного генератора: ц. = ц= ц = К, (2) г, т Вт 2 На выходе суммирующего усилителяА имеем На эквивалентной схеме измерениятемпературы потока (фиг. 3) закрытойтермопарой Ет - напряжение термопары,К - выходное сопротивление термопары,Для термопар Е.= (0,01-.0,1)мВ/ С,Кг = (0,5-;2) Ом.А - дифференциальный усилитель,выходное напряжение которого ц(Ц,-Ц)К, где К - коэфФициент усиления.Падения напряжений на токосъемныхрезисторах, вызванные протеканием тока термопары:Б =-С =1 К= - -К = -- . (4)Ет. Етт, 8 т т т 2 Кг т 2 На выходе разностного усилителяА имеем Ет Ет0 =ГО. -(-0 )1 К =( - - + - -)К =выкВт т 32 2 10(5) Етй Ет Ео 0 К +(ьытРт, т .1 1 2 2 1 30(7) с О,40 Таким образом, соединение выходных концов термопары с корпусом устройства через резисторы, величины сопротивлений которых равны междуЮп Фар Таким образом, с одной стороны, выходные напряжения суммирующего идифференциального усилителей - вы-ражения (3), (5) соответственно - прямо пропорциональны току, обусловленному нескомпенсированным зарядом, и. температуре потока, с другой стороны, выходное напряжение суммирующего 20 усилителя не содержит сигнала от тер" мопары, дифференциального сигнала от тока нескомпенсированного заряда,Выходное напряжение 08,цсуммирующего усилителя, вызванное падением 25 напряжения тока термопары на .токосьемных резисторах записывается как собой, и с параллельно подключенными входами суммирующего и дифференциального усилителей обеспечивает усиление и эффективное разделение сигналов электростатического зонда и термопары,Использование только двух проводов, соединяющих датчик и измерительную схему, позволяет сократить число проводов линии связи, что имеет существенное значение дпя применяемых в глубинных нефтяных скважинах каротажных кабелей,.имеющих ограниченное число жил.Формула изобретенияУстройство для измерения температуры, содержащее термопару, термоэлектроды которой включены в первые два смежных плеча мостовой схемы, вершина вторых двух смежных плеч которой заземлена, а измерительная диагональ соединена с входами дифференциального регистратора, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременного измерения нескомпенсированного заряда и температуры в потоке газа, введены полый электропроводный обтекатель, два резистора равного номинала, суммирующий усилитель и второйрегистратор, причем резисторы включены во вторые два смежных плеча мостовой схемы, измерительная диагональ которой связана с входами- сумМирующего усилителя, выход которого соединен с вторым регистратором, термопара установлена в канале обтекателя, электрически изолированного от корпуса канала исследуемого газового потока, причем термопаранаходится. в электрическом контакте с обтекателем., Палий одственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,арина, 101 П Заказ 713 Тираж 519 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ. СС113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5